【正文】 了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 夾具的發(fā)展史 夾具 在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用 。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定 加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床 — 工件 — 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性。可以預(yù)見，夾具在不 一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 2 小結(jié) 一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%— 80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對 產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 3 2 撥叉 8008 的加工工藝規(guī)程設(shè)計 零件的分析 零件的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵 屬于脆性材料 ， 故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。 以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心 圓孔Ф ? 。 (2) 22 ? 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為 ? 。 (3) 鍵槽 ? 與中心孔有 的垂直度，深為 ? 。 (4) 半孔 ?? 與 中心孔有 ?? 的位置關(guān)系， 其寬為 ?? 與中心孔有 的垂直度 。 由上面分析可知，可以 先 加工撥叉 中心孔 ，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為 大 批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序 應(yīng) 當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 確定毛坯 確定毛坯種類 零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu) 不是太復(fù)雜 ，生產(chǎn)類型為 大 批生產(chǎn)，故選擇 金屬型 鑄 造 毛坯。 確定鑄件加工余量及形狀 查 《 機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用 手冊 》 125頁表 147，選用各個加工面的鑄件機械加工余量 均為 3mm。 4 繪制鑄件零件圖 圖 零件毛坯圖 工藝規(guī)程設(shè)計 選擇定位基準(zhǔn) ① 粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的 下端 孔 為主要的定位粗基準(zhǔn)，以 較大 面 a面 為輔助粗基準(zhǔn)。 ② 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原 則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的 通孔 為主要的定位精基準(zhǔn)，以 下端孔 為輔助的定位精基準(zhǔn)。 制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用 各種 機床配以專用 夾具 ,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生 5 產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 表 方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序一 鉆、擴、鉸Φ 25H7的通孔 工序二 粗銑 a、 b面，使粗糙度達到 ， a面到Φ 25H7的孔中心距為 ? ， b面到Φ 25H7的中心距為 36 工序三 粗銑、半精銑 16H11的槽 工序四 粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為 12d11 工序五 ①粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到Φ 59②半精鏜此孔到Φ 60H12 工序六 銑開下端圓孔 工序七 鉆Φ ，垂直于Φ 25H7的通孔 工序八 攻 M22 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 表 方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序一 粗銑Φ 25H7的兩側(cè)面，使兩面間距 為 80 工序二 粗銑 平 下端孔側(cè)面的工藝凸臺 工序三 鉆Φ 25H7的通孔 工序四 擴Φ 25H7的通孔 工序五 鉸Φ 25H7的通孔 工序六 粗銑 a、 b面，使粗糙度達到 ， a面到Φ 25H7的孔中心距為 ? ， b面到Φ 25H7的中心距為 36 工序七 粗銑Φ 60H12孔的兩面，使兩面的間距為 14 工序八 精銑Φ 60H12孔的兩面，使兩面的間距為 12d11，粗糙度 工序九 粗鏜下端孔 工序十 半精鏜下端孔到Φ 60H12，粗糙度達到 工 序十一 粗銑 16H11的槽 6 續(xù)表 工序十二 半精 銑 16H11 的槽 工序十三 鉆 Φ ，垂直于 Φ 25H7的通孔 工序十四 攻 22 ? 的螺紋 工序十五 銑開 Φ 60H12的孔 工序十六 鉗工打毛刺 工序十七 檢驗 工藝立方案的比較與分析 ： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序 分散， 適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。 加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)， 這樣 使工序非常清晰易提高加工精度，是 對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工 工 序 分得很 紊亂 并且很集中 ， 基準(zhǔn)得不到保證 ， 加工出來的精度低， 不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性， 及加工精度， 且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 ① 機床的選擇 工序 1 1 15 采用 X6022 型臥 式 銑 床 工序 6采用 X5028 立 式 銑 床 工序 1 14 采用 Z535立式 鉆 床 工序 10采用 T618 臥 式 鏜床 ② 選擇夾具 該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 大 批生產(chǎn)， 所以采用專用夾具。 ③ 選擇刀具 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔25 7H? ，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 ④ 選擇量具 加工的 孔均采用極限量規(guī)。 ⑤ 其他 對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù) 前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 7 表 、經(jīng)濟度、粗糙度 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 經(jīng)濟 精度 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗銑Φ 25H7的兩側(cè)面 3 IT11 80 2 粗銑 平 下端孔側(cè)面的工藝凸臺 3 IT11 0 3 鉆Φ 25H7通孔 IT12 22? 1 1 4 擴Φ 25H7通孔 IT12 ? ? 5 鉸Φ 25H7通孔 IT8 ? ? 6 粗銑a、 b面 粗銑 a面 3 IT12 ? (距中心孔 ) 粗銑 b面 36(距中心孔 ) 7 粗銑Φ 60H12孔的兩面 2 IT11 13 ? 8 精銑Φ 60H12孔的兩面 1 IT9 ?? 9 粗鏜下端孔 IT13 ? ? 10 半精鏜下端孔 IT11 ? ? 8 續(xù)表 11 粗銑 16H11 的槽 IT11 14 ? 12 半精銑 16H11 的槽 1 IT10 ? 13 鉆 Φ IT13 ? ? 1 1 14 攻 22 ? 的螺紋 15 銑開 Φ 60H12的孔 4 IT13 確定切削用量及基本工時 工序 1： 粗銑Φ 25H7 的兩側(cè)面 機床： X6022 型臥 式 銑 床 刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀 (間距為 80)，材料： 15YT ， 200D mm? ，齒數(shù)20Z? ，為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=3mm 所以銑削深度 pa ： 3pa mm? 每齒進給量 fa ：根據(jù)參考文獻 [3]表 ，取 /fa mm Z? 銑削速度 V ：參照參考文獻 [3]表 ，取 /V m s? 機床 主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m in3 . 1 4 2 0 0Vnrd? ??? ? ??， 按照參考文獻 [3]表 245 / minnr? 實際銑削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s? ??? ? ?? 進給量 fV ： 0 .1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 .2 5 /ffV a Z n m m s? ? ? ? ? 工作臺每分進給量 mf ： 1 2 .2 5 / 7 3 5 / m inmff V m m s m m? ? ? ?a ：根據(jù)參考文獻 [3]表 , mma 60?? 切削工時 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 42l mm? ， 9 刀具切入長度 1l ： 221 0 .5 ( ) (1 ~ 3 )l D D a ?? ? ? ? 220 .5 ( 2 0 0 2 0 0 6 0 ) ( 1 ~ 3 ) 7 .6 mm? ? ? ? ? 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt ： 121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m in735j ml l lt f?? ??? ? ? 查參考文獻 [1]，表 工步輔助時間為： 工序 2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺 機床： X5028 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） mmdw 400? 齒數(shù) 14?Z ①粗銑 a 面 銑削深度 :3ppa a mm? 每齒進給量 fa ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 ，取 /fa mm Z? 銑削速度 V ：參照《機械加工工藝手冊》表 ，取 6/V m s? 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 6 6 0 2 8 7 / m in3 . 1 4 4 0 0Vnrd? ??? ? ??，取 300 / minnr? 實際銑削速度 V? ： 0 3 . 1 4 4 0 0 3 0 0 6 . 2 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s? ??? ? ? ?? 進給量 fV ： 0 .1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 .5 /ffV a Zn m m s? ? ? ? ? 工作臺每分進給量 mf ： 1 0 .5 / 6 3 0 / m inmff V m m s m m? ? ? ?a ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 , mma 240?? 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 16l mm? 刀具切入長度 1l ： mmaDDl 42)3~1(( 221 ????? ? 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt ： 121 1 6 4 2 2 0 . 0 9 5 m in630j ml l lt f?? ??? ? ? 查參考文獻 [1]，表 工步輔助時間為： 3： 鉆Φ 25H7 的通孔 工件材料為 HT200 鐵，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?25mm，公差為 H7，表面粗糙度 ? 。加工機床為 Z535 立式鉆床 。 鉆 頭為 216。22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃 。 確定鉆削用量 10 ① 確定進給量 f 根據(jù) 參考文獻 [2]， 表 2810 可查出 0 .4 7 ~ 0 .5 7 /f m m r?表，查 Z